CN105669386A - 一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农副产品深加工技术领域，具体涉及一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，具体为：以花生根为原料，粉碎除杂，采用醇溶液提取后，提取液经过由超滤和纳滤组成的膜分离系统进行分离浓缩，再经过反渗透进一步浓缩，浓缩液经真空干燥后获得白藜芦醇。相较于传统的柱层析和大孔树脂吸附法，本发明方法具有产品纯度高、处理量大、操作简便、成本低等优点。本发明方法为花生根中白藜芦醇的工业化制备提供了可能，这对于花生根的提质增效开发开辟了新的途径，也增加了天然白藜芦醇来源，具有积极经济价值。

Description

一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法

技术领域

本发明属于农副产品深加工与天然产物提取技术领域，具体涉及一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，该方法通过超声波辅助提取、超滤、纳滤、反渗透、干燥等工序制备获得白藜芦醇。

背景技术

我国是花生的生产大国，2015年花生产量为1700万吨，居世界首位。由于国内食用油消费需求旺盛以及国家粮油供给安全需要，国内花生产量还将持续上涨，带动整个花生产业发展。花生在加工过程中会产生花生根、花生茎、花生叶、花生壳等副产物，由于加工技术落后，花生加工副产物利用率低，大部分经过简单加工，作为饲料、燃料使用，造成资源浪费且污染环境。

研究表明，花生根中含有白藜芦醇。白藜芦醇（又名芪三酚），化学名为3,5,4—三羟基二苯乙烯（3,5,4—trihydrolystilbene），是含有芪类结构的非黄酮多酚类化合物，具有抑制癌细胞、降低血脂、预防心血管疾病、抗氧化、延缓衰老等有益功能，因此具有极高的开发价值。相比于从虎杖、桑葚、买麻藤、野鲜槐等植物中提取分离白藜芦醇，从花生根茎中提取白藜芦醇具有成本低、原料充足、不与药争源、附加值高等优点，更具产业化开发潜力。

目前，从花生根中分离纯化白藜芦醇主要采用柱层析、大孔树脂吸附法。柱层析分离白藜芦醇虽然分离效果好，但成本高、处理量小且使用有机溶剂；大孔树脂吸附虽然成本低、处理量大，但白藜芦醇损失大且不能连续生产。因此，有必要开发新的分离纯化方法。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，该方法具有生产效率高、工艺简单、条件温和、绿色节能、易于控制等优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，其包括如下步骤：

1）花生根预处理：

取新收获的花生根，用水清洗干净以除去泥沙，摊开，采用鼓风干燥后，用粉碎机粉碎至40—80目，装袋封口，置于避光处，备用；

其中，清洗花生根的水可以是自来水、蒸馏水、去离子水。鼓风干燥的条件为：温度40—60℃，时间10—20h。存放粉碎后花生根的袋子为真空袋。

2）从花生根中提取白藜芦醇：

将步骤1）粉碎后的花生根按料液比料液比1kg：8—20L（m/V）加入醇溶液中，然后转入超声波提取仪中，设定温度为30—50℃，先采用400—900rpm的转速搅拌20—60min，再采用超声波提取30—150min；提取液过200—400目筛，分别收集滤液与滤渣，将滤渣装入挤压机中，挤压获得的提取液再次过200—400目筛，合并滤液，备用；

其中，用于挤压滤渣的挤压机可以为液压挤压机，于10—30MPa挤压20—40min。存放滤液的容器材质可以为玻璃、金属、塑料，但必须不透光，滤液存放于阴凉避光处。

3）白藜芦醇的分离浓缩：

将步骤2）获得的滤液采用超滤膜进行超滤分离（超滤分离至原滤液体积的5—20%时，结束超滤），收集超滤透过液；将超滤透过液采用纳滤膜进行分离浓缩（浓缩至原超滤透过液体积的5—20%时，结束纳滤），收集纳滤透过液；将纳滤透过液采用反渗透膜进一步浓缩，浓缩至原纳滤透过液体积的5—20%时，结束反渗透，所得浓缩液真空干燥后即得白藜芦醇。其中，真空干燥的条件为：压力-0.08—-0.10MPa，温度30—60℃，时间4—16h。

具体的，步骤2）中所述的醇溶液可以是甲醇溶液、乙醇溶液或甲醇与乙醇的混合溶液，醇溶液的浓度为40—90v%。

具体的，步骤2）中的超声波提取条件如下：超声波频率为20kHZ、40kHZ、59kHZ或其组合；超声方式为间歇式，每次超声5—15min后，暂停5—15min；超声波强度为50—300W/kg料液。

具体的，步骤3）中所述的超滤膜、纳滤膜和反渗透膜可为平膜或卷式膜；其中，超滤膜采用UE系列的超滤膜，截留分子量为1000—50000，操作压力为0.5—3MPa；纳滤膜采用NF系列的纳滤膜，对硫酸镁截留率大于90.0%，操作压力为1.0—4.0MPa；反渗透膜采用RO系列的反渗透膜，对氯化钠截留率大于99.00%，操作压力为1.0—6.0MPa。

膜分离是20世纪新兴的分离技术，由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制和放大等特征，目前已广泛应用于食品、医药、生物、化学等多个领域，产生了巨大的经济效益和社会效益。根据膜孔径尺寸，膜分离可分为微滤、超滤、纳滤与反渗透，其中超滤截留尺寸在1—20nm的溶质，常用于溶液中蛋白、多糖等大分子的除去、大小分子间分离及大分子间的分级；纳滤截留尺寸1nm以上的溶质，可以除去溶液中小分子或对小分子进行分级；反渗透可以除去尺寸0.1—1nm的溶质，主要可以除去盐类。本发明中将超滤、纳滤和反渗透膜分离技术有机组合制备白藜芦醇粗品，在提高样品处理量和生产效率的同时，简化了生产工艺，降低了生产成本和减少环境污染，为花生根的高效增值的资源化利用提供可能。

与现有技术相比，本发明方法具有的优点与有益效果如下：

1）采用膜分离对芝麻蛋白进行分级，高效节能、处理量大且成本低；同时，截留液中的花生根糖类、黄酮等物质也可以回收利用，提高原料利用率；

2）提取条件温和，使用的化学试剂毒腐性小且易于回收处理，减少了设备防腐和治污处理成本；

3）制备的白藜芦醇品质好，不但可以进一步纯化生产相关药物，也可以作为原料应用于食品、化妆品等行业。

附图说明

图1为实施例1中所得花生根提取液的高效液相色谱图，图中峰3为白藜芦醇；

图2为实施例1制备所得白藜芦醇粗品的高效液相色谱图，图中峰2为白藜芦醇；

图3为白藜芦醇标准品的高效液相色谱图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。

实施例1

一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，其包括如下步骤：

1）花生根预处理：

取新收获的花生根10kg，用自来水清洗除去泥沙，摊开放入鼓风干燥箱中，花生根厚度为10cm，于45℃干燥16h，将干燥后的花生根用粉碎机粉碎至60目，装入真空袋中，密封置于避光处，备用；

2）从花生根中提取白藜芦醇：

取1kg步骤1）粉碎后的花生根，按料液比1kg：10L（m/V）加入70v%甲醇溶液中，然后转入超声波提取仪中，设定温度为40℃，先采用500rpm的转速搅拌30min，再采用功率为1200W、40kHZ的超声波间歇超声处理100min，每次超声作用5min，暂停5min。将提取液过200目筛，分别收集滤液与滤渣；将滤渣装入液压挤压机中，于10MPa挤压40min，挤压获得的提取液再次过200目筛，合并滤液即为花生根提取液（其高效液相色谱图见图1），备用；

3）白藜芦醇的分离浓缩：

将步骤2）获得的滤液采用普通平膜型UE010超滤膜进行超滤分离（采用的超滤膜截留分子量为10,000，操作压力为1MPa，浓缩至原滤液体积的10%时，结束超滤），收集超滤透过液。将超滤透过液采用平膜型NF3纳滤膜进行分离浓缩（NF3纳滤膜对硫酸镁截留率大于90.0%，操作压力为3MPa，浓缩至原超滤透过液体积的10%时，结束纳滤），收集纳滤透过液。将纳滤透过液采用平膜型RO2反渗透膜（对氯化钠截留率大于99.00%）进一步浓缩，操作压力为4MPa，浓缩至原纳滤透过液体积的10%时，结束反渗透，将所得浓缩液放入真空干燥箱，于-0.10MPa、40℃干燥10h获得0.3768g白藜芦醇粗品。所得白藜芦醇粗品的高效液相色谱图见图2。

采用高效液相色谱法测定白藜芦醇标准品含量，具体为：采用C₁₈反相柱（250×4.6mm,i.d.,5μm）进行检测，甲醇—水—乙酸（27:70:3,v/v/v）作为流动相，并采用0.45μm膜进行过滤，采用303nm进行检测，流速为1.0mL/min,进样量为10μL，柱温设定为30℃。白藜芦醇标准品在此条件下的保留时间和峰型见图3。由图1和2可知，经过膜分离可以有效除去提取液中的杂质。

实施例2

一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，其包括如下步骤：

1）花生根预处理：

取新收获的花生根20kg，用去离子水清洗除去泥沙，摊开放入鼓风干燥箱中，花生根厚度为15cm，采用50℃干燥14h，将干燥后得到花生根用粉碎机粉碎至80目，装入真空袋中，密封置于避光处，备用；

2）从花生根中提取白藜芦醇：

取0.5Kg步骤1）粉碎后的花生根，按料液比1kg：20L（m/V）加入60v%乙醇溶液中，然后转入超声波提取仪中，设定温度为50℃，先采用700rpm的转速搅拌50min，再采用功率为1500W、59kHZ的超声波间歇超声处理120min，每次超声作用10min，暂停10min。将提取液过300目筛，分别收集滤液与滤渣；将滤渣装入液压挤压机中，于20MPa挤压30min，挤压获得的提取液再次过300目筛，合并滤液，备用；

3）白藜芦醇的分离浓缩：

将步骤2）获得的滤液采用切流型卷式UE030超滤膜进行超滤分离（采用的超滤膜截留分子量为30,000，操作压力为2.5MPa，浓缩至原滤液体积的10%时，结束超滤），收集超滤透过液。将超滤透过液采用卷式膜NF4纳滤膜进行分离浓缩（NF4纳滤膜对硫酸镁截留率大于90.0%，操作压力为1.5MPa，浓缩至原超滤透过液体积的10%时，结束纳滤），收集纳滤透过液。将纳滤透过液采用平膜型RO4反渗透膜（对氯化钠截留率大于99.00%）进一步浓缩，操作压力为5MPa，浓缩至原纳滤透过液体积的5%时，结束反渗透，将所得浓缩液放入真空干燥箱，于-0.10MPa，50℃干燥8h，获得0.2615g白藜芦醇粗品。

实施例3

一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，其包括如下步骤：

1）花生根预处理：

取新收获的花生根5kg，用去离子水清洗除去泥沙，摊开放入鼓风干燥箱中，花生根厚度为10cm，采用40℃干燥18h，将干燥后的花生根用粉碎机粉碎至60目，装入真空袋中，密封置于避光处，备用；

2）从花生根中提取白藜芦醇：

取0.8Kg步骤1）粉碎后的花生根，按料液比1kg：12L（m/V）加入80%甲醇溶液中，然后转入超声波提取仪中，设定温度为45℃，先采用800rpm的转速搅拌60min，再采用功率为500W、20kHZ的超声波间歇超声处理150min，每次超声作用15min，暂停10min。将提取液过400目筛，分别收集滤液与滤渣；将滤渣装入液压挤压机中，于30MPa挤压15min，挤压获得的提取液再次过400目筛，合并滤液，备用；

3）白藜芦醇的分离浓缩：

将步骤2）获得的滤液通过切流型卷式UE005超滤膜进行超滤分离（采用的超滤膜截留分子量为5,000，操作压力为0.5MPa，浓缩至原滤液体积的10%时，结束超滤），收集超滤透过液。将超滤透过液采用平膜型NFM纳滤膜（购自北京中科瑞阳膜技术公司）进行分离浓缩，操作压力为4MPa，浓缩至原超滤透过液体积的10%，结束，收集纳滤透过液。将纳滤透过液采用平膜型RO4反渗透膜进行浓缩，操作压力为5MPa，浓缩至原纳滤透过液体积的5%时，结束反渗透，将所得浓缩液放入真空干燥箱，-0.10MPa，60℃干燥5h，获得0.3028g白藜芦醇粗品。

综上可看出：相较于传统的柱层析和大孔树脂吸附法，本发明方法具有产品纯度高、处理量大、操作简便、成本低等优点。本发明方法为花生根中白藜芦醇的工业化制备提供了可能，这对于花生根的提质增效开发开辟了新的途径，也增加了天然白藜芦醇来源，具有积极经济价值。

Claims (4)

1.一种从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）花生根预处理：

取新收获的花生根，洗净、干燥后，用粉碎机粉碎至40—80目，装袋封口，置于避光处，备用；

2）从花生根中提取白藜芦醇：

将步骤1）粉碎后的花生根按料液比1kg：8—20L加入醇溶液中，然后转入超声波提取仪中，设定温度为30—50℃，先采用400—900rpm的转速搅拌20—60min，再采用超声波提取30—150min；提取液过200—400目筛，分别收集滤液与滤渣，将滤渣装入挤压机中，挤压获得的提取液再次过200—400目筛，合并滤液，备用；

3）白藜芦醇的分离浓缩：

将步骤2）获得的滤液采用超滤膜进行超滤分离，收集超滤透过液；将超滤透过液采用纳滤膜进行分离浓缩，收集纳滤透过液；将纳滤透过液采用反渗透膜进一步浓缩，浓缩至原纳滤透过液体积的5—20%时，结束反渗透，所得浓缩液真空干燥后即得白藜芦醇。

2.如权利要求1所述从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，其特征在于，步骤2）中所述的醇溶液为甲醇溶液、乙醇溶液或甲醇与乙醇的混合溶液，醇溶液的浓度为40—90v%。

3.如权利要求1所述从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，其特征在于，步骤2）中的超声波提取条件如下：超声波频率为20kHZ、40kHZ、59kHZ或其组合；超声方式为间歇式，每次超声5—15min后，暂停5—15min；超声波强度为50—300W/kg料液。

4.如权利要求1所述从花生根提取液中分离浓缩白藜芦醇的方法，其特征在于，步骤3）中所述的超滤膜、纳滤膜和反渗透膜为平膜或卷式膜；其中超滤膜采用UE系列的超滤膜，截留分子量为1000—50000，操作压力为0.5—3MPa；纳滤膜采用NF系列的纳滤膜，对硫酸镁截留率大于90.0%，操作压力为1.0—4.0MPa；反渗透膜采用RO系列的反渗透膜，对氯化钠截留率大于99.00%，操作压力为1.0—6.0MPa。